JPS5851088A - 工業用ロボツト - Google Patents

工業用ロボツト

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JPS5851088A
JPS5851088A JP14981881A JP14981881A JPS5851088A JP S5851088 A JPS5851088 A JP S5851088A JP 14981881 A JP14981881 A JP 14981881A JP 14981881 A JP14981881 A JP 14981881A JP S5851088 A JPS5851088 A JP S5851088A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
arm
axis
mechanical hand
rotation mechanism
industrial robot
Prior art date
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Pending
Application number
JP14981881A
Other languages
English (en)
Inventor
稲葉 肇
伸介 榊原
稲垣 滋三
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fujitsu Fanuc Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5851088A publication Critical patent/JPS5851088A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は工業用のμボットに関し、特にメカニカルハン
ドの複雑な動きを可能にし九工業用はポットに関する。
たとえば、工作機械を運転するにあたうて、工業用ロボ
ットに工具の交換動作やワークの交換動作を行なわせる
、いわゆる悶ボットによる自動化運転が行なわれている
。第1図(a)及び(b)はこのような工作機械の自動
運転に使用されている工業用ロボットの一例を示す平面
図と側面図である。図中、MHはワーク交換等の際これ
らを把持するンカニカルハンド、HLij回転(α軸)
及び上下振り(β軸)が可能な手首、AMFi、伸1f
CR軸)自在な腕、C3Fi軸PLK対して上下移動(
2軸)及び旋回(#軸)可能なケーシング、FRMFi
フレーム、TBはロボット動作を教示する教示操作盤、
OPはオペレータ操作用の操作パネル、cNTFi教示
操作盤TBからの指示による教示内容たとえば動作位置
(ポイント)、動作速度、サービスの種類等を順次記憶
するとともに#教示内容に従って帥記メカニカルハンド
MH,手首HL、腕AM。
ケーシングC8の動作を制御する制御部である。
この工業用冑ポットは、九とえば、ケーシングC3を軸
PLに沿って上下方向(Z軸方向)に移動させてメカニ
カルハンドMHt−所足の高′さまて移動させ、かつ腕
AMI延ばし、あるい蝶引込め(R軸方向)、ケースC
8を軸PLt−中心に回転させてメカニカルハンドMH
′を所定位置筐で運んだ後、手首HLを所定角度回転さ
せ、把持している物品を離すかあるいは所定位置にある
物品を把持せしめる。しかる後、腕AM、ケースC81
メカニカルハンドMU、手首HL管動作させて次の動作
管行なう。
上述の如き従来の工業用のロボットは、軸PLを中心と
してメカニカルハンドMHf:最大まで延ばした距離の
半径を有する外径と、メカニカルハンドMHt最短まで
引込め九距離の半径を有する内径とでHすれ九円筒状の
内部にはどこへでもメカニカルハンドMWを移動させる
ことができるが、この円筒状の部分に障害物があった場
合、軸PLからみて障害物の裏側までメカニカルハンド
Mlを移動させることができない。
し九がって、本発明の目的位ロボットのメカニカルハン
ドMlが障害物の裏側にまでとどいてここにある物体を
把持できるような複雑なメカニカルハンドの鋤きを可能
とする工業用−ボットを提供することにある。
次に本1発明の実施例を、図面を用いて詳細に説明する
第2図は本発明に係るロボットを図式的に示臂。
九構成図であシ、図中1は01軸回転機構で、一方端を
基台2に固定され、他方端はロボットの中心となる軸5
が接続されている。軸墨の先端にはZ軸方向移動機構4
が設けられている。1はR軸方向移動機構で、z軸方向
移動機構4に接続された軸4’KJI付けられている。
R軸方向移動機構5KFiR軸方向く移動可能なR腕6
が取付けられており、その先端K”11β軸方向回転−
橋7が設けられている。8祉β軸方向回転機構7に堆付
けられたr、軸移動機構で、rl腕9をその長手方向く
移動せしめる。10はr1腕9先端に設けられ九〇嵩軸
回転機構で、 rg軸移動機構11とrl腕11′管介
してこれに取付けられ大メカニカルハンド12trt腕
?の軸の回りに回転させる。
次に本発明へ係る窒ボットの動作について説明する。 
          ゛ 第111(a)は軸墨から放射方向にみて障害物15の
裏側に存在する物体14にメカニカルハンド12を接近
せしめ丸状態を示す図であり、仁の場合第!It(b)
の如くメカニカルハンド12のフィンガ12′は下側か
ら物体14を把持している。第2図   □の状態から
ロボットを第5図(1)の状111にシフトさせるには
、β軸方向回転機構7を時計方向に90゜回転させてr
I輪軸移動機構8′t軸方向回転機構7の真下に位置さ
せた後−會軸回転機構10を180’回転させ、z軸方
向移動機構4とR軸方向移動慢構5とを動作させてメカ
ニカルハンド121−一体14に近づけて行けば良い、
第4図(1K)は軸5がら放射方向にみて障害物15の
裏側に存在する物体14にメカニカルハンド12を上清
から接近せしめ喪状mat示す図であり、同図伽)はメ
カニカルハンド12のフィンガ12′が物体14t−上
側から把持している状態を示している。第2図の状態か
らaボジトを第4図(耐の状11にシフトさせるKFi
、z軸方向移動機構4、R軸方向移動機構s、r、軸移
動機構8を前記と同様に移動させれば良い。なお、この
実施例において、メカニカルハンド12の付根部分に手
首機構を設ければ、第5図に示すように、Z軸方向から
みて、R軸方向に対して傾斜した方向に向いている物体
14′を把持せしめることができる。
第6図偵)乃至(d)は、空中に置い九例えば球状物体
14′に対しメカニカルハンドをどの方向からでも接近
せしめることができる一連の動作を説明するための説明
図であり、同図(1)はメカニカルハンド12を物体1
4′の左斜め方向から接近せしめ丸状11を示す。なお
、2軸方向移動機構4、R軸方向移動機構5、β軸方向
回転機構7、il軸移動機構8を調整すれば、第7図に
示す物体14′の経線tの点AからBに至るどの位置へ
もメカニカルハンド12を常に物体14′の中心方向に
向けて接近せしめることができ、さらに#1軸回転機構
と0禦軸回転機構10の動作を加えれば、第7図におい
て区域イ(斜線にて示す1/4表面)のどの位置へも常
にメカニカルハンド12を物体14′の中心方向に向け
て接近せしめることができる。第6E伽)は上述と同様
にして、メカニカルハンド12を第7図において区域口
にて示す174表面のどの位置へも常にメカニカル・・
ンド12を物体14′の中心方向に向けて接近せしめる
動作を説明した構成説明図である。以下同様にして、第
6図(C)及び(d)に示すように、メカニカルハンド
12を第7図において区域ハ、=にて示す各1/4表面
のどの位置へも常にメカニカルノ・ンド1!を物体14
′の中心方向に向けて接近せしめることができる。
第8図は本発明に係る四ボットの外形図を示す斜視図で
あり、図中21は基台で工場の床上に設置される。
22は基台21上に立設され九コラムで、軸23が貫通
している。軸2SFie、軸方向に回転できるとともに
12軸方向に上下動でき、コラム22の中には軸25を
駆動するための機構が設けられている。なお、軸23は
第2図において軸4/に相当し、コラム23の中には第
2図に示した第1の01軸回転機構1と2軸方向移動機
構4が含まれている。24は軸23の先端に取付けられ
たに軸方向移動機構で、第2図に示したR軸方向移動機
構5と同じものである。
R軸方向移動機構24の中にはR腕26が貫通しており
、このR腕26″はに軸方向に移動可能であって、k軸
方向移動機構24の中にはこのに腕を駆動する駆動機構
が設けられている。25は蛇腹てあり、内部を貫通する
に腕を取り囲んでこれを保護している。なお、蛇腹2S
Piを貫通するに腕26は、第2図におけるに腕6と同
じ物である。
27はに腕26の先端に設けられたβ軸方向回転機構で
、これにはt1軸移動機構28が取付けられている。な
おβ軸方向回転機構27と11軸移動機構28は第2図
に示すβ軸方向回転機構7及びr1軸移動機構8と同一
物である。27aはβ軸方向回転機構27の駆動源とな
るサーボモータ、281はrl軸移動機構28の駆動源
となるサーボ毫−夕である。蛇腹29の内部には、rl
軸移動機構28によ抄伸縮駆動されるr1腕50が貫通
している。31は#3軸回転機構でs  rl腕50の
先端に取付けられ、サーボモータ311を駆動すること
Kよ’)、rl軸移動機構32を、#1軸回転機構31
に対して相対的に一■軸方向に回転させる。蛇腹5sの
内部にはr3軸移動機構32によ少伸縮駆動されるT諺
腕54が貫通しており、該rl腕s4の先端Kaメカニ
カルハンド35が取付けられている。なお、rl腕5O
1−1軸回転機構51、r33軸移動構32、r1腕3
4、メカニカルハンド55fi、第2図に示すr1腕9
.08軸回転機構10、rl軸移動機構11、r■腕1
1′、メカニカルハンド12と同一物である。第9図は
第8図に示すロボットの要部の内部構造を示した斜視図
である。第9図からあきらかなとおり、コ字状の枠体2
7bに回転腕27Cが回転可能罠枢支され、この回転腕
27cFiサーボモータ27mによ)回転される。腕2
7cの先端は、rl軸移動徐横28のケース28bに固
定されている。ri軸移動機構2Bの内部には、移動ね
じ28cが回転可能に枢支され、この移動ねじ28cは
タイミングベルト28’dを介してサーボモータ28a
Kよシ回転駆動される。移動ねじ28 e K aナツ
ト28@が螺合され、このナツト28eには作動板28
fが取付けられている。又、作勢板28ftcFirl
腕5aの端部が固定されている。
r11Ii!!10は断面方形に形成され、このr1腕
!ioはケース28bの底部に取付けられ喪軸受28g
t−貫通している。そしてこのr1腕30は軸受28g
t−貫通していて、そのr1腕の長手方向には移動でき
るが、軸受28g1(対して回転は不可能に保持されて
いる。
したがって、サーボモータ28mを回転させると、移動
ねじ2Jlcが回転され、その回転にともなってナラ)
 28@が上下方向に移動し、これにつれてr1腕3G
も上下方向に移動してその先端に取付けられた−1軸回
転機構51を移動させる。θ嘗軸回転機構31ij、基
板31bを有し、この基板51bKrs腕50の端部が
固定され、さらにサーボモータ31aが取付けられてい
る。サーボモータ3110回転力は、減速機構31cを
介して歯車451dに伝えられる。
基板51bの下面には軸承部材51eが取付けられ、こ
の軸承部材s1@には歯車31fを持つ九回転体31g
が軸承されてお夛、この歯車s1fは前記歯車514と
噛合している。回転体31gは% rl軸移動機構32
のケース52aK堆付けられている。したがって、サー
ボモータ51at回転させると、rl軸移動機構52が
0雪軸方向に回転する。rs軸移動機構52の内部には
r1軸移動機構、、2Bと同様に移動ね1:1 じ52bが軸承され、サーボモータ!12cとの間は図
Ka示されていないタイミングベルトにて結合されてい
る。そして移動ねじ!+2bにはナツト(図には示され
ていない)が螺合されており、このナツトには作動板S
2dが固定されている。この作動板4S2dにはr1腕
の先端が固定されている。したがって、サーボモータ5
2cを回転させると、rl腕34がr3軸方向に移動す
ることになる。
第10図は本発明の他の実施例を示す構成図であり、こ
の実施例においては、R腕6とr55軸移動構8との間
に、R腕6の長手方向のa軸に対して回転できる?軸方
向回転機構7′を設けており、さらに、必要によってメ
カニカルハンド12e(It軸方向に回転させるal軸
方向回転機構12′を設ける。々お、第2図に示す部分
と同一部分には同一符号を付してその説明は省略する。
第11図はこの実施例の実際のロボット外形斜視図であ
り、駆動体41の中には、a軸方向回転機構7′とrl
軸移動機構8とが収納されている。又、駆動体43の中
には、θ3軸回転機構10とrl軸移動機構11とが収
納されている。そしてメカニカルハンド12の中にはa
l軸方向回転機構12′を内蔵している。
以上詳細に説明し九ように、本発明によれば、従来型の
工業用ロボットのメカ二カ”ルハンドとこれを保持する
腕との間に2つの回転機構と腕を伸縮駆動させる2つの
駆動機構を設けるだけで、従来では不可能であった障害
物の裏側Kまでメカニカルハンドを到達せしめることが
できるほか、空中に配設され丸物体に対しても、その全
方向からメカニカルハンドを到達せしめることができ、
あえか4人の腕の如きふるまいをするロボットを得るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)、 (b)は従来型の工業用ロボットの平
面図と側面図、第2図は本発明の第1の実施例を示す構
成図、第5図(a)、 (b)、第4図(a)、 (b
)、第5図、第6図(−乃至(d)はいずれも作用説明
図、第7図は物体にメカニカルハンドが作用する区域を
示す説明図、第8図は本発明の第1の実施例を示す外型
斜視図、第9図はその要部斜視図、第10図は本発明の
第2の実施例を示す構成図、第11図はその外型斜視図
である。 1:01軸回転機構   5:軸 4:z軸方向移動機構 5:R軸方向移動機構6:R腕
       7:β軸方向回転機構8:r1軸移動機
構    9:r1腕10 : em軸回転機構  1
1:r、軸移動機構12:メカニカルハンド 15:障
害物14:物体 出 願 人 富士通ファナック株式会社代理人 弁理士
 辻     實 外2名

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)基台上に固定され大館1の回転機構をもって回転
    されるR軸方向移動機構によ)伸縮自在に駆動される第
    1の腕の先端に第2の回転機構を設けるとともに1鋏第
    2の回転機構から延びる第2の腕の先端には、該第!の
    腕の軸方向に対して直交する方向に移動する第3の腕と
    この第3の腕の先端に第3の腕の軸を中心として回転す
    る第5の回転機構を取付け、諌第5の回転機構にはメカ
    ニカルハンドを持った腕をその軸方向に伸縮駆動する移
    動機構を結合せしめたことt−l1i像とする工業用ロ
    ボット。 (2)  メカニカルI・ンドとこれを保持する腕との
    間に手首機構を設けたことを特徴とする特許請求の範囲
    第(1)項記載の工業用ロボット。 (5)第2の回転機構から延びる第2の腕1−/軸方向
    に回転駆動せしめることを特徴とする特許請求の範囲第
    (1)項記載の工業用ロボット。 (4)  メカニカルI・ンドとこれを保持する腕との
    関に手首機構を設けたことを特徴とする特許請求の範囲
    第(3)項記載の工業用pポット。 (5)第2の回転機構から延びる第2の腕をa軸方向に
    回転駆動せしめることを特徴とする特許請求の範囲第(
    1)項記載の工業用ロボット。 (6)  メカニカルハンドと仁れを保持する腕との関
    に手首機構を設は九ことを特徴とする特許請求の範囲第
    (5)項記載の工業用ロボット。
JP14981881A 1981-09-22 1981-09-22 工業用ロボツト Pending JPS5851088A (ja)

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